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18 septembre 2020 | La Revue POLYTECHNIQUE 06/2020 | Électrotechnique

Alimentations électriques pour équipements médicaux

Quels sont les critères de sélection pour les alimentations électriques ? Cet article définit les caractéristiques importantes pour les alimentations d’équipements médicaux qui doivent répondre à des exigences particulièrement élevées. La société Altrac représente, depuis 1979, des fabricants reconnus d’alimentations et d’affichages TFT destinés aux marchés de l’industrie des machines, des télécommunications, de l’armée, du secteur médical et de la métrologie, entre autres. Elle propose des solutions globales adaptées.
La désignation « pour application médicale » peut être utilisée pour de nombreuses alimentations qui, visuellement, ne diffèrent pratiquement pas des versions standard. Toutefois, les alimentations des dispositifs médicaux sont spécialement développées pour respecter la norme de sécurité pour appareils électromédicaux – CEI 60601-1 –, qui influence considérablement la conception interne de l’alimentation. Le haut degré de sécurité des alimentations médicales n’est pas le seul critère de différenciation, par rapport aux versions standard.
Les dispositifs médicaux nécessitent un temps de développement plus important que pour d’autres appareils. Leurs développeurs feront donc plus fréquemment appel à des fournisseurs d’alimentations électriques spécialisées dans ce genre d’équipement. Par ailleurs, les dispositifs médicaux ont normalement une durée de vie plus élevée que celle d’autres appareils. C’est pourquoi l’assistance des fournisseurs d’alimentations médicales doit être assurée pour de nombreuses années.
Les patients hospitalisés sont confiants que chaque appareil médical fonctionne parfaitement et ne représente aucun risque d’électrocution. C’est pourquoi les alimentations électriques utilisées dans les dispositifs médicaux sont soumises à de hautes exigences.
Des critères de sélection supplémentaires
Il est nécessaire, en dehors des aspects tension, courant et puissance qui caractérisent toutes les alimentations, de considérer quelques critères de sélection supplémentaires, dont notamment la qualification des fournisseurs. Il faut donc définir et spécifier la puissance requise, aussitôt que possible dans la phase de développement. Avant de se diriger vers une alimentation spécifique, on peut choisir, dans la mesure du possible, une alimentation médicale du commerce, mais aussi considérer des solutions comportant des alimentations configurables. Il vaut la peine d’évaluer le système de qualité du ou des fournisseurs potentiels et, si nécessaire, passer au crible sa stratégie de seconde source.
Alimentation médicale configurable de 600 W en format 3 x 5 pouces. Altrac est en mesure de livrer des échantillons dans les 24 heures.

Sélection d’une alimentation pour un équipement médical
Le choix ou la conception d’une alimentation AC/DC pour un dispositif médical devrait prendre en compte les considérations suivantes : puissance totale nécessaire, exigences mécaniques et électriques, rendement global, fonctions de surveillance et de contrôle, fonctions programmables, coût, environnement, législation en vigueur et sécurité.
Les aspects législatifs concernent, notamment, le degré de protection contre les chocs électriques, l’installation et l’utilisation de l’équipement, l’infiltration possible de liquides, le mode de fonctionnement de l’équipement, l’utilisation en liaison avec des produits anesthésiques inflammables, les processus de stérélisation ou de désinfection.
Une classification appropriée est prépondérante pour les prescriptions applicables à la marque de certification, aux étiquettes, ainsi que pour la fabrication proprement dite.

Classification des équipements médicaux pour la protection contre les chocs électriques 

  • Classe 1 : mise à la terre comme protection fiable, de manière à ce qu’aucune partie métallique ne puisse être sous tension en cas de défecuiosité d’isolation (fiche secteur AC avec trois contacts, terre, phase et neutre).
  • Classe 2 : aucune mise à la terre, isolation double ou renforcée servant de protection contre les chocs électriques (fiche AC avec 2 contacts, phase et neutre).
    • Classe 1 ou 2 lors de l’utilisation d’une alimentation externe. La classification n’est pas applicable à des équipements alimentés par des batteries internes.
    • Terre – câble de terre dans le cordon secteur, également appelé mise à la masse.
Degré de protection contre les chocs électriques
Valable pour toutes les parties d’un équipement électrique médical pouvant entrer en contact avec un patient.
  • Type B = « Body » : Aucun contact électrique avec le patient, normalement mis à la terre. C’est le classement le moins sévère, applicable à des produits non conducteurs. Exemples : lampe à LED pour salle opération, lasers médicaux, IRM, lits d’hopitaux, équipement de photothérapie.
  • Type BF = « Body Floating » : Plus sévère que le type B, mais moins sévère que le type CF. Est appliqué généralement pour des équipements qui sont en contact (conducteurs d’électricité) avec le patient, mais pas reliés directement à son cœur. Absence de masse. Exemples : moniteurs de pression arterielle, incubateurs et dispositifs ultrasonic.
  • Type CF = « Cardiac Floating » : La plus sévère des classifications, applicable aux équipements ou parties d’équipements reliés électriquement avec le cœur du patient. Absence de masse. Exemple : équipement de dialyse.
Conclusion
Une prudence particulière s’impose dans la manipulation des équipements médicaux, car il s’agit de la vie humaine. Les fabricants d’alimentations électriques et les fournisseurs d’équipements médicaux sont tenus par la loi de respecter toutes les normes et spécifications requises. Les assurances sont très vigilantes sur ce point et placent la barre très haut. Dans tous les cas, il vaut mieux prévenir que guérir.
Checklist pour alimentations médicales
Exigences électriques
  • Entrée/sorties, DC/DC, AC/DC
  • Classe I (T-L-N) ou classe 2 (L-N)
  • Nombre de sorties
  • Tensions et courants pour chaque sortie
  • Puissance nécessaire par sortie
  • CEM (conduites, émises)
  • Rendement
  • Temps de maintien
  • Fonctions de surveillance et de contrôle
Exigences mécaniques
  • Dimensions
  • Exigences de montage
  • Refroidissement : ventilation, conduction, convection, par eau
  • Aspect thermiques, élévation de la température, canalisation de l’air forcé
  • Conditions de vibrations, chocs
  • Liaisons électriques, borniers à vis, type de connecteur
  • Bruit
  • Durée de vie attendue, MTBF, environnement, sécurité
  • Utilisation dans des hôpitaux par des patients, dans des cliniques, portable, installation fixe
  • Pour applications embarquées (ambulance, avion, bateau)
  • Conditions de température ambiante
  • Norme de sécurité – CEI / EN /UL 60601-1
  • MOPP / MOOP
  • RoHS II / WEEE / REACH
Michel Würsten, chef de projet
ALTRAC AG
8953 Dietikon
Tél. 044 744 61 61
www.altrac.ch